Paper Orientacion Filas

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Revista Enología Nº6Año IV Enero-Febrero 2008

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INFLUENCIA DE LA ORIENTACIÓN DE LAS FILAS EN EL MICROCLIMATÉRMICO DE LAS HOJAS Y LA RADIACIÓN FOTOSINTÉTICAMENTE

ACTIVA INTERCEPTADA POR LA VID (Vitis vinifera L. cv. Cabernet franc) DURANTE EL PERIODO DE MADURACIÓN

JIMÉNEZ, L.; P. SÁNCHEZ-DE-MIGUEL; R. PEDROSA; M. DE LA FUENTE y P.BAEZA

Grupo de Investigación en Viticultura. Universidad Politécnica de Madrid (UPM).E.T.S.I. Agrónomos. Departamento de Producción Vegetal: Fitotecnia.

RESUMENLa luz de radiación activa fotosintética interceptada por canopias con brotes en posición vertical

depende de la orientación de las hileras. La luz de radiación activa fotosintética afecta en gran

medida el microclima termal de la hoja y el racimo. El presente experimento tiene dos objetivos: 1.

Establecer la relación entre la orientación de la hilera y la luz de radiación activa fotosintética

interceptada por canopias con brotes en posición vertical; 2 estudiar la evolución diaria de la

temperatura foliar influida por la intercepción de la luz de radiación activa fotosintética. Se hizo

una prueba experimental en el 2006 con Cabernet franc (Vitis vinifera L.) sobre 41B. Se estudiaron

cuatro orientaciones de hileras: norte-sur, norte+20, norte+45, y este-oeste. Los resultados muestran

que siempre y cuando la orientación se moviera de norte-sur a este-oeste a) la luz interceptada por la

canopia pierde simetría al mediodía; b) la máxima intercepción del luz al atardecer se alcanza cada

vez más tarde y decrece hasta que desaparece; c) a lo largo del día, la luz interceptada del lado este es

más alta que la del lado oeste; d) el máximo del lado este se alcanza más tarde a lo largo del día. La

orientación este-oeste muestra la más alta intercepción de luz de radiación activa fotosintética de

todos los tratamientos. La temperatura foliar se incrementó tanto en las hojas expuestas como en las

no expuestas a lo largo del día. El patrón de temperaturas diarias de las hojas expuestas a los

tratamientos norte+20 y norte +45 se comportó de la misma manera excepto a las 15:00 cuando la

temperatura de la hoja norte+45 es más baja.

Palabras claves: luz de radiación activa fotosintética interceptada, orientación de las hileras,microclima termal de las hojas, Cabernet franc, canopia con brotes en posición vertical.

ABSTRACTPhotosynthetic Active Radiation light intercepted by Vertical Shoot Positioned canopies is

dependent on row orientation. Photosynthetic Active Radiation light greatly affects cluster and leaf

thermal microclimate. The present trial addresses two objectives: 1. to establish the relationship

between row orientation and Photosynthetic Active Radiation light interception for Vertical Shoot

Positioned canopies. 2. To study leaf temperature daily evolution as affected by Photosynthetic

Active Radiation light interception. An experimental trial was settled on 2006 on Cabernet franc

(Vitis vinifera L.) onto 41B. Four row orientations were studied: North-South, North+20, North+45

and East-West. Results showed that as long as row orientation moved from North-South to East- West a) light intercepted by canopy looses symmetry respect midday b) maximum light interception

during the evening is reached more and more later and decreasing until it almost completely

disappears c) along the day, light intercepted by East side is higher than that by the west side d)

Maximun on East side is reached later along the day. East-West orientation showed the highest

Photosynthetic Active Radiation light interception of all treatments. Leaf temperature increased

both in exposed and not exposed leaves along the day. Daily temperature pattern of exposed leaves

on North+20 and North+45 treatments performed the same way except at 15:00 when North+45

leaf temperature is lower.

Keywords: Photosynthetic Active Radiation light intercepted, row orientation, leaf thermal

microclimate, Cabernet franc, Vertical Shoot Positioned canopy.




2

INTRODUCCIÓN

La orientación de las filas es un factor decisivo en la intercepción de radiación y enel microclima térmico, luminoso e higrométrico, tanto de hojas como de racimos.El efecto de la orientación de las filas sobre la intercepción de radiación se observaen sistemas continuos y simples, especialmente en geometrías verticales,mientras que en arquitecturas horizontales su efecto es insignificante.Smart (1973) señala que la orientación de las líneas de cultivo tiene un efecto másimportante que la distancia entre calles o la altura del plano de vegetación. Ennuestras latitudes, la orientación Norte-Sur absorbe la mayor parte de la radiaciónpor la mañana y por la tarde, al mediodía es el suelo y el techo del canopy lo quese encuentra iluminado. Champagnol (1984), mostró los mismos resultados enorientaciones Norte-Sur, en latitudes de 43º y 49º N. En regiones cálidas y secases aconsejable que los planos de vegetación estén orientados Norte-Sur, para quela exigencia hídrica sea menor a mitad del día (Pérez, 2002). Por el contrario, enorientaciones Este-Oeste, la radiación absorbida por la mañana temprano y alatardecer es muy pequeña, ya que la luz incide únicamente en la parte alta delcanopy. En cambio, el resto del día, casi toda la radiación es captada por lasplantas, al incidir en la cara sur de la espaldera. Las pérdidas de radiación en el

suelo son, por tanto, máximas en las orientaciones Norte-Sur y mínimas en lasEste-Oeste.Zufferey y Murisier (1997), en Suiza (46.5º N), concluyen que en orientacionesNorte-Sur, el reparto de radiación interceptada es simétrica para las caras este yoeste del plano de vegetación, mientras que en las Este-Oeste es asimétrica yestá garantizada por el plano sur, interceptando muy poca la cara norte de laespaldera.Las orientaciones intermedias originan curvas de absorción asimétricas conmáximos por la mañana o por la tarde (Smart, 1973; Champagnol, 1984; Jackson,1997), y, en ciertas situaciones, pueden unir las ventajas de las Norte-Sur y Este-Oeste.A la hora de proyectar la mejor orientación para un viñedo de geometría vertical,hay que tener en cuenta que la actividad fotosintética no sólo depende de la

energía recibida, sino también de la temperatura de las hojas, y ambas varían a lolargo del día.Smart (1987), propone tres formas para mejorar el microclima de la cubierta

vegetal a través del sistema de conducción: mediante factores geométricos (entrelos que se encuentra la orientación de las filas), mediante el control de la densidad

y, por último, controlando el vigor de las cepas.En cuanto a la temperatura, las hojas bien expuestas, situadas en la parte exteriorde la cubierta, se calientan al absorber la radiación solar incidente, pero tambiéntienen la capacidad de refrigerarse, por convección y transpiración; de modo queen función de la exposición de las hojas podrían darse aumentos de entre 1 y 7ºCpor encima de la temperatura ambiental. Carbonneau (1987), observó que hojasmás expuestas presentaban temperaturas superiores a las del aire, lo que indica

una transpiración insuficiente para equilibrar el aporte térmico ambiental. Duranteel verano ésto podría ser la causa de la limitación del crecimiento foliar, laconductancia estomática y la fotosíntesis. Por otro lado, las diferencias entemperatura e iluminación en las distintas partes de la cubierta vegetal, comoresultado de su densidad, podrían ser determinantes en el rendimiento y en lamaduración de la cosecha.En base a la importancia de la orientación de las filas en la cantidad de radiacióninterceptada por la vid y su relación con la temperatura foliar y con distintosprocesos fisiológicos de la planta, los objetivos a alcanzar mediante el ensayoplanteado fueron: 1) evaluar las posibles diferencias en la intercepción de radiaciónpor la cubierta vegetal en cuatro orientaciones distintas y 2) estudiar el microclimatérmico foliar relacionado con la cantidad de radiación interceptada por la plantaen dichas orientaciones.




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MATERIAL Y MÉTODOS

El ensayo se desarrolló en un viñedo experimental del Centro Vitivinícola “ElSocorro” situado al Sureste de la Comunidad de Madrid, siendo sus coordenadasgeográficas 40º 8’ Norte y 3º 23’ Oeste. La toma de datos experimentalescorresponde al año 2006.El estudio se llevó a cabo con plantas de vid del cv. Cabernet franc injertadassobre 41B. Se plantaron en 2003 a un marco de 2.5 m x 1.5 m (2667 cepas•ha-1), conducidas en cordón Royat bilateral, con una carga de 6-7 yemas por metrolineal y un guiado de los pámpanos vertical en espaldera (VSP).El viñedo en estudio desarrolló una superficie foliar total, representada por el índiceLAI (leaf area index), de 1 m2 • m-2 y una superficie foliar externa, representadapor el índice SA (surface area), de 0.9 m2 • m-2, en maduración.La instalación de riego está formada por goteros autocompensantes de 2.3 L•h-1,a una distancia de 0.75 m. La dosis de riego se determinó semanalmente comouna cantidad proporcional (Kc) a la evapotranspiración del cultivo de referencia(ET0). El riego comenzó el 13 de mayo (dd 1 enero: 133) y finalizó el 2 de octubre(dd 1 enero: 275) aportándose una cantidad de agua de 202 mm.Las características meteorológicas corresponden a un clima Mediterráneo-

Continental.

Tª (ºC) ET (mm)Rad global día

(MJ·m-2

)P (mm) HR (%) Ite (ºC)

Enero 3.1 20.2 7.3 36.2 79.0

Febrero 3.8 32.6 11.4 28.8 70.9

Marzo 9.1 66.4 16.5 37.3 67.7

Abril 12.8 96.3 21.5 30.1 59.9 37.7

Mayo 17.9 145.5 25.1 12.0 48.0 158.9

Junio 21.7 165.1 27.4 46.5 43.3 305.4

Julio 25.6 199.8 28.2 0.2 34.7 423.7

Agosto 22.1 167.8 26.4 0.4 39.2 467.2

Septiembre 18.2 113.3 19.5 4.3 51.6 293.6

Octubre 15.1 59.5 11.8 84.4 69.7 167.6

Noviembre 9.9 25.7 7.6 73.5 82.1

Diciembre 4.4 20.4 7.4 16.3 81.7

Tabla 1: Características meteorológicas del año 2006. Estación meteorológica del Centro Vitivinícola. “ElSocorro”. Madrid.

Se estudiaron cuatro orientaciones distintas: Norte-Sur (N-S), Norte-Sur más 20ºhacia el Este (N 20), Noreste-Suroeste (N 45) y Este-Oeste (E-W);estableciéndose cuatro repeticiones diferentes en cada una de ellas.El balance de radiación se realizó empleando la metodología definida por Varlet-

Grancher et al. (1989), puesta a punto por Peláez (1999). Se midió en cada una delas orientaciones, realizándose dos repeticiones por tratamiento. Las medidas serealizaron de forma continua desde el amanecer hasta el anochecer, en un díadespejado del mes de Septiembre, a intervalos de una hora. Se utilizó un sensorlineal de PAR (Radiación Fotosintéticamente Activa) LI-191 SA, Line QuantumSensor, de un metro de longitud, provisto de un detector fotovoltaico de silicio dealta sensibilidad, con un área sensible útil de 1000 x 12.7 mm. Una unidad portátilde registro y almacenamiento de datos (Datalogger, LI-1000, LICOR, Lincoln,EE.UU) permite obtener directamente las lecturas de PAR en µmol•m-2•s-1.Para determinar el microclima térmico de las hojas se midieron 480 hojas,repartidas en ambas caras de la espaldera y distinguiendo tres posiciones dehojas (apical, media y basal), de modo que se medían cinco hojas apicales, cincomedias y cinco basales por tratamiento y repetición, en cada una de las caras de

la espaldera.




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La medida se realizó al final de maduración (Septiembre), de modo que las cepashabían alcanzado su pleno desarrollo vegetativo. Se midió en tres horas puntualesdel día (centrado a las 9:00, 12:00 y 15:00 h.s.) con un termómetro por infrarrojos,(serie FLASHPOINT, modelo FX-410).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Balance de Radiación Fotosintéticamente Activa (PAR)

La evolución diaria de la radiación PAR incidente aumenta por la mañana paraalcanzar un máximo al mediodía solar y desciende por la tarde hasta la puesta desol, como muestra la figura 1. Independientemente del tratamiento, elcomportamiento es prácticamente idéntico.

0

200

400

600

800

100 0

120 0

140 0

160 0

180 0

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

hs

Figura 1: Radiación PAR incidente (Ri) sobre una superficie horizontal. Evolución diaria. Madrid. 2006.

R i p ( µ m o l *

m - 2 * s - 1 )

Hs




5

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

N-S

0

100

20 0

30 0

40 0

500

60 0

700

80 0

90 0

N+ 20

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

N+45

0

100

20 0

30 0

40 0

500

60 0

700

80 0

90 0

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

hs

E-W

Figura 2: Evolución diaria del Balance de Radiación Fotosintéticamente Activa Interceptada (Rip) por laplanta durante el periodo de maduración (Septiembre 2006), en cada una de las orientaciones

estudiadas.

R i p ( m o l * m - 2 * s - 1 )

Hs




6

El balance de radiación PAR de un cultivo puede ser establecido como radiaciónabsorbida o interceptada. La radiación interceptada es la parte del PAR incidenteinterceptado por el canopy, mientras que la radiación absorbida es un conceptomás amplio al tener en cuenta las radiaciones reflejadas, tanto por el suelo comopor el conjunto planta-suelo.La radiación interceptada se expresa mediante la fórmula:

Rip= Ri-Rt; siendo Ri la radiación incidente, que representa la fuente de energíaluminosa proveniente del sol, y Rt la transmitida, que corresponde a la radiaciónincidente que no ha sido absorbida por el canopy y llega al suelo.Diversos autores (Smart 1973; Champagnol 1984; Riou et al. 1989 y Heilman et al.1994) concluyen que en plantas conducidas en espaldera, con orientación Norte-Sur, la curva de evolución de Rip presenta cinco puntos característicos: dosmáximos (debidos a la recepción de radiación matinal por la cara este y a larecepción de radiación al atardecer por la cara oeste), un mínimo relativo y dosmínimos absolutos, correspondientes al amanecer y al anochecer. En la figura 2se aprecia como, en la orientación N-S, se alcanzan dos máximos a las 9:00 h.s. y15:00 h.s., con valores de 489 y 579 µmol•m-2•s-1 respectivamente, y un mínimoal mediodía solar con una Rip de 88.2 µmol•m-2•s-1, lo que coincide con lodescrito por Riou et al. (1989), en la zona francesa de Bordeaux, y Peláez (1999)en Ribera de Duero. En el ensayo se observó cómo a medida que la orientaciónde las líneas de plantación se desplaza hacia el este, las curvas de radiacióninterceptada por la planta pierden la simetría respecto a la orientación N-S, demanera que se atenúa e incluso desaparece el máximo observado al atardecer(como sucede en E-W). Esto coincide con lo descrito por Pérez (2002). Así, en laorientación N 20, se aprecian dos máximos, a las 9:00 y 16:00 h.s., con valoresde 631.3 y 462.5 µmol•m-2•s-1 respectivamente y un mínimo a las 13:00 h.s. conuna Rip de 128.5 µmol•m-2•s-1. En la orientación N 45, los máximos aparecentambién desplazados respecto a la N-S, con valores de 535.5 µmol•m-2•s-1 a las10:00 h.s. y 248 µmol•m-2•s-1 a las 16:00 h.s. El mínimo relativo encontrado alas 14:00 h.s. es el mayor de los tres con 146.4 µmol•m-2•s-1. Se puedencuantificar unos descensos en el máximo de radiación interceptada al atardecer,

del 20 y 57% para la orientación N 20 y N 45 respecto a N-S.A medida que la orientación de las filas se desplaza hacia el este, la intercepciónde radiación por la cara este de la espaldera durante el día es mayor,desplazándose el mínimo relativo hacia horas más avanzadas de la tarde. Así, enla orientación E-W, tanto el mínimo como los máximos relativos desaparecen,apreciándose únicamente un máximo al mediodía solar de 844 µmol•m-2•s-1. Laintercepción de radiación a lo largo del día presenta valores elevados,obteniéndose una radiación interceptada acumulada mayor que en el resto deorientaciones en estudio.La cantidad de radiación que la planta intercepta durante todo el día, se obtieneintegrando las curvas de evolución del balance para cada uno de los tratamientosexperimentales.

Rit (mol·m-2)

N-S 13.8 a

N+20 14.0 a

N+45 13.6 a

E-W 17.3 b

Sig. **

Tabla 2: Valores de la radiación fotosintéticamente activa acumulada interceptada por la planta, paralos cuatro tratamientos experimentales. 2006. Análisis de varianza. **: significativo a p<0.01.

La orientación E-W presenta diferencias altamente significativas respecto al restode los tratamientos, alcanzando una Rit de 17.3 mol•m-2, debido a los elevados

valores de Rip registrados a lo largo del día. Las orientaciones N-S, N+20 y N+45




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presentaron valores de Rit en torno a 14 mol•m-2 (obteniéndose unos descensosen Rit del 20, 19 y 21% respectivamente respecto a E-W); similares a los obtenidospor Peláez (1999), que en un ensayo con plantas de Tempranillo en Ribera deDuero, orientadas N-S a un marco de plantación de 3m x 1.6m, con un LAI de 1.8,2.3 y 1.9 m2 • m-2 en los tres años de estudio, obtuvo unos valores de Rit enmaduración de 15.7, 13.7 y 16.6 mol•m-2, en 1992,1993 y 1994. González-

Padierna (2003), obtuvo una Rit de 14.9 y 16 mol•m-2 (año 1994 y 1995) enespaldera en Guyot doble con la misma orientación.

Microclima térmico de hojas

La temperatura de la hoja es el resultado del balance energético entre la energíaabsorbida (principalmente de la radiación solar) y la energía que emite la hoja alenfriarse (principalmente por transpiración).Existe un intervalo de temperatura óptima foliar para alcanzar la asimilación netamáxima. Diversos autores (Alleweldt et al. (1982) citados por Jackson y Lombard(1993)) sitúan como temperatura óptima para fotosíntesis valores en torno a 25ºC,existiendo un efecto estimulante claro entre 10 y 25ºC. Otros autores hanencontrado valores superiores de temperatura óptima, así para Kriedemann y

Smart (1971) la temperatura óptima para hojas expuestas es de 30ºC.

9:00 12:00 15:00

N-S 28.6 b 32.7 c 36.6 a

N+20 29.9 a 34.3 b 36.0 b

N+45 29.8 a 34.9 b 34.2 c

E-W 26.7 c 35.8 a 35.4 b

Sig. ** ** **

N-S 26.2 c 32.0 c 34.1

N+20 27.4 b 33.7 a 33.9

N+45 27.8 a 32.8 b 34.0

E-W 25.9 c 32.2 bc 33.6Sig. ** ** ns

Hora solar

Expuestas

No expuestas

Tabla 3: Microclima térmico foliar en tres intervalos del día centrados a las 9:00, 12:00 y 15:00 horassolares. 2006. Análisis de varianza. n.s : no significativo. **: Significativo a p<0.01.

Los resultados obtenidos para las hojas expuestas de la espaldera muestrandiferencias estadísticamente significativas en los tres intervalos de medida. Laorientación E-W presenta la temperatura más baja a las 9:00 h.s., ya que en esemomento del día la cara sur de la espaldera presenta una iluminación más bajaque la que pueda registrarse en cualquiera de las otras tres orientaciones. A las12:00 h.s. la temperatura alcanzada por las hojas expuestas de esta orientación esla máxima registrada en este momento de medida, con 35.8ºC; lo que coincide

con el máximo de radiación interceptada a lo largo del día, con una Rip de 844 µmol•m-2•s-1. Cabe destacar que las orientaciones N+20 y N+45 se comportande manera similar entre sí, alcanzando temperaturas superiores a las registradasen N-S, a las 9:00 y 12:00 h.s., debido a la mayor intercepción de radiación y, portanto, a la acumulación de energía procedente de la radiación solar a lo largo deldía. Las orientaciones N-S y N+20, a las 15:00 h.s., alcanzan las máximastemperaturas del día a las 15:00 h.s., con 36.6 y 36.0ºC respectivamente, debidoa que en ese momento del día las hojas expuestas al oeste presentan la mayoriluminación.En las hojas no expuestas de la espaldera las diferencias son igualmentesignificativas a las 9:00 y 12:00 h.s. A las 9:00 h.s. la orientación E-W se comportade manera similar que en el caso de las hojas expuestas, con temperaturasfoliares de unos 26ºC. A las 15:00 h.s., las cuatro orientaciones se comportan dela misma manera, con temperaturas alrededor de los 34ºC.




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Tanto en hojas expuestas como no expuestas, la tendencia que se observa en laevolución de las temperaturas, es una tendencia creciente, alcanzándose los

valores máximos a las 15:00 h.s. (excepto en N+45 y E-W en hojas expuestas,que se alcanzan a las 12:00 h.s.) con temperaturas entre 34 y 37ºC; lo quecoincide con lo observado por Bartolomé (1993), que daba valores de 33ºC a las15:00 h.s. para vides regadas y de 38ºC para no regadas.

El salto térmico alcanzado entre las 9:00 y las 15:00 h.s. oscila entre 6-8ºC,mientras que, entre exposiciones, esta diferencia es tan sólo de 2ºC.

CONCLUSIONES

La orientación E-W presenta una radiación interceptada acumulada a lo largo deldía superior a la de las otras tres orientaciones en estudio, con una Rit de 17.3mol•m-2, debido a los elevados valores de Rip registrados a lo largo del día. Elincremento en la intercepción de radiación al modificar la dirección de las líneasde cultivo se cuantifica en un 20%, comportándose de igual forma N-S, N+20 yN+45.En lo que se refiere al microclima térmico foliar, las temperaturas más bajas laspresenta la orientación E-W a las 9:00 h.s. en ambas exposiciones. Las

orientaciones N+20 y N+45 se comportan de la misma forma a lo largo del día(cara expuesta de la espaldera), excepto a las 15:00 h.s., momento en el cual laorientación N+45 consigue atenuar las temperaturas alcanzadas por las hojas,con un valor de 34.2ºC frente a los 36ºC de N+20.Las temperaturas máximas alcanzadas en las hojas expuestas de la espaldera, secorresponden, en el caso de la orientación N-S con el máximo de radiacióninterceptada al atardecer (Rip= 579 µmol•m-2•s-1, mientras que, en N+20 yN+45 las máximas temperaturas de la hoja se alcanzaron con Rip altas, pero noen los máximos relativos de intercepción de radiación. En el caso de E-W, lamáxima temperatura foliar se alcanzó al mediodía solar, coincidiendo con elmáximo de radiación interceptada, con una Rip de 844 µmol•m-2•s-1.En vista de los resultados obtenidos, se puede concluir que, las orientacionesN+20 y N+45, parecen ser las más apropiadas para las condiciones particulares

en las que se encuentra el ensayo, uniendo las ventajas de las orientaciones N-S yE-W.

AGRADECIMIENTOS

El ensayo se ha llevado a cabo en el Centro de Transferencia TecnológicaVitivinícola “El Socorro” de la Comunidad de Madrid, dentro del convenio decolaboración entre la Universidad Politécnica de Madrid y el Instituto Madrileño deInvestigación y Desarrollo Rural, Agrario y Alimentario (I.M.I.D.R.A).

Recibido: Abril 2007

Aceptado: Enero 2008

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